Kaip keičiasi šilumos siurblio efektyvumas skirtingomis lauko temperatūromis?

Šilumos siurblio efektyvumas nėra pastovus dydis. Įrenginys gali veikti labai ekonomiškai rudens ar pavasario dieną, kai lauke laikosi keli laipsniai šilumos, tačiau jo darbo sąlygos pasikeičia stipriai atšalus. Tai normalu – šilumos siurblys turi išgauti energiją iš vis šaltesnio oro ir kartu pagaminti pakankamos temperatūros šilumą pastatui.

Todėl vertinant šilumos siurblį vien pagal vieną kataloge nurodytą COP reikšmę galima susidaryti klaidingą įspūdį apie realias eksploatacijos sąnaudas. Daug svarbiau suprasti, kaip įrenginys elgiasi skirtingomis sąlygomis ir koks jo sezoninis efektyvumas.

Kodėl lauko temperatūra turi įtakos efektyvumui?

Oras–vanduo šilumos siurblys šilumą paima iš aplinkos oro ir perduoda ją namo šildymo sistemai. Net ir esant neigiamai temperatūrai lauke ore dar yra šiluminės energijos, tačiau kuo šaltesnis oras, tuo sudėtingiau ją panaudoti.

Kai lauke yra, pavyzdžiui, +7 °C, temperatūrų skirtumas tarp šilumos šaltinio ir šildymo sistemos yra santykinai nedidelis. Nukritus temperatūrai iki –10 °C ar –15 °C, kompresoriui reikia dirbti intensyviau, kad išgautų pakankamai šilumos.

Todėl mažėja COP – šilumos kiekio ir sunaudotos elektros energijos santykis. Tai nėra konkretaus gamintojo trūkumas. Tokia yra pati šilumos siurblio veikimo fizika.

Comfort M straipsnyje „Šilumos siurblys oras–vanduo: kaip tai veikia?“ taip pat paaiškinama, kad įrenginys šilumą išgauna iš aplinkos oro net esant neigiamai temperatūrai, tačiau darbo sąlygos tokiu atveju tampa sudėtingesnės.

COP ir SCOP nėra tas pats

Vertinant skirtingus šilumos siurblius svarbu nepainioti COP ir SCOP. COP parodo įrenginio efektyvumą konkrečiomis bandymo sąlygomis. Pavyzdžiui, tam tikroje temperatūroje šilumos siurblys gali pagaminti kelis kartus daugiau šilumos energijos nei sunaudoja elektros.

Tačiau realiame name temperatūra lauke nuolat keičiasi. Žiemą gali būti ir 0 °C, ir –5 °C, ir –15 °C, o kartais pasitaiko dar šaltesnių dienų. SCOP yra sezoninis rodiklis, todėl geriau atspindi bendrą sistemos efektyvumą per šildymo sezoną.

Būtent dėl šios priežasties renkantis šilumos siurblius verta vertinti ne tik maksimalią galią ar vieną COP reikšmę, bet ir gamintojo pateikiamus duomenis skirtingomis temperatūros sąlygomis.

Kas vyksta, kai lauke spaudžia šaltis?

Esant žemai lauko temperatūrai šilumos siurblys paprastai turi dirbti didesne apkrova. Tačiau efektyvumui įtakos turi ne tik lauko temperatūra. Labai svarbi ir temperatūra, iki kurios reikia pašildyti vandenį.

Pavyzdžiui, grindiniam šildymui dažniausiai pakanka santykinai žemos temperatūros vandens. Radiatorių sistemai, ypač senesniame name, gali reikėti gerokai aukštesnės temperatūros. Kuo didesnį temperatūros skirtumą turi „įveikti“ šilumos siurblys, tuo daugiau elektros gali prireikti tam pačiam šilumos kiekiui pagaminti.

Tai viena priežasčių, kodėl vienodas šilumos siurblys skirtinguose namuose gali turėti labai skirtingas eksploatacijos sąnaudas.

Atitirpinimo ciklai taip pat turi reikšmės

Žiemą ant lauko bloko šilumokaičio gali susidaryti šerkšnas ar ledas. Kad įrenginys galėtų toliau efektyviai veikti, periodiškai aktyvuojamas atitirpinimo ciklas. Jo metu sistema trumpam pakeičia veikimo režimą, kad pašalintų susikaupusį ledą.

Atitirpinimas yra įprasta oras–vanduo šilumos siurblio darbo dalis. Vis dėlto labai drėgnomis ir šaltomis sąlygomis ciklai gali vykti dažniau, todėl momentinis sistemos efektyvumas sumažėja.

Svarbu nevertinti šilumos siurblio darbo pagal vieną šalčiausią paros valandą. Daug geresnį vaizdą suteikia viso sezono duomenys.

Ar visi šilumos siurbliai vienodai efektyvūs per šalčius?

Ne. Nors bendras principas vienodas, konkretūs modeliai skiriasi kompresorių technologija, valdymu, šaltnešiu, šilumokaičio konstrukcija ir gebėjimu išlaikyti šildymo galią esant žemai temperatūrai.

Tai ypač aktualu Lietuvos klimato sąlygomis, kai žiemą temperatūra gali reikšmingai svyruoti. Pavyzdžiui, Midea Xtreme Heat šilumos siurblys yra sukurtas darbui žemų temperatūrų sąlygomis, todėl jo charakteristikos aktualios vertinant būtent šalto klimato scenarijus. Comfort M apžvalgoje taip pat nagrinėjamas jo veikimas ekstremalesnėmis temperatūromis.

Tačiau vien įrenginio galimybės nelemia galutinio rezultato. Net geras šilumos siurblys nebus efektyvus, jeigu jo galia parinkta netinkamai arba sistema suprojektuota neatsižvelgiant į realius pastato šilumos nuostolius.

Kodėl svarbu nepervertinti šalčiausių dienų?

Natūralu manyti, kad šilumos siurblį reikia rinktis pagal pačią šalčiausią įmanomą temperatūrą. Tačiau per didelės galios įrenginys taip pat nėra idealus sprendimas. Didžiąją šildymo sezono dalį lauko temperatūra nebūna ekstremaliai žema, todėl įrenginys turi būti tinkamai pritaikytas visam sezonui.

Šią problemą ypač gerai iliustruoja naujos statybos A++ klasės namai. Juose šilumos poreikis paprastai yra nedidelis, todėl svarbus ne tik maksimalus įrenginio galingumas, bet ir jo gebėjimas stabiliai moduliuoti galią. Apie tai plačiau kalbama Comfort M straipsnyje „Šilumos siurblys naujos statybos A++ namui – ką svarbu žinoti?“.

Skirtingiems namams reikia skirtingo sprendimo

Šilumos siurblio efektyvumą lemia ne vien termometras lauke. Pastato izoliacija, langai, šildymo sistemos tipas, vandens temperatūra, norima patalpų temperatūra ir įrenginio valdymas kartu sudaro realias eksploatacijos sąlygas.

Todėl modelio pasirinkimas pagal vieną techninėje specifikacijoje nurodytą COP nėra pakankamas. Reikėtų analizuoti gamintojo pateikiamus duomenis skirtinguose temperatūros taškuose ir įvertinti, kokios sąlygos bus būdingos konkrečiam namui.

Pavyzdžiui, Daikin šilumos siurbliai siūlomi skirtingoms sistemoms ir pastatų poreikiams, todėl vertinant konkretų modelį svarbu žiūrėti ne vien į prekės ženklą, bet ir į jo technines charakteristikas. Taip pat Thermia šilumos siurbliai orientuoti į sprendimus, pritaikytus šiauresnio klimato sąlygoms.

Efektyvumą geriausia vertinti per visą sezoną

Šilumos siurblio efektyvumas natūraliai mažėja krentant lauko temperatūrai, tačiau tai savaime nereiškia, kad įrenginys žiemą tampa neekonomiškas. Svarbiausia yra tai, kiek elektros energijos sistema sunaudoja per visą šildymo sezoną ir kaip stabiliai ji patenkina namo šilumos poreikį.

Geras rezultatas pasiekiamas tada, kai šilumos siurblio galia atitinka pastato poreikį, šildymo sistema gali veikti pakankamai žemoje temperatūroje, o įrenginys tinkamai moduliuoja savo galią. Tokiu atveju net ir šaltesnėmis dienomis sistema gali išlaikyti komfortą, o didesnės sąnaudos ekstremaliomis sąlygomis sudaro tik dalį viso sezono energijos balanso.